ИБП с двойным преобразованием Vertiv GXT5 (1000IRT2UXLE): лучшее решение для защиты оборудования

Обзор источника бесперебойного питания с двойным преобразованием и байпасом Vertiv GXT5 (модель 1000IRT2UXLE) — одного из лучших в своем классе решений по обеспечению защиты критической инфраструктуры. ИБП Vertiv GXT5 идеально подходит для организации бесперебойного питания как в централизованных, так и в периферийных сетевых системах. Возможность масштабирования ИБП в стойке, в том числе с подключением дополнительного шкафа аккумуляторных батарей позволяет легко развертывать и обслуживать систему, обеспечивает дополнительную гибкость при увеличении времени работы в целом. 

Введение и ссылки на ИБП Vertiv

 Для начала привожу ссылки на доступный ИБП Vertiv GXT5, в том числе и карточку товара с описанием на Я.Маркете.

ИБП с двойным преобразованием Vertiv GXT5-1000IRT2UXLE (Официальный сайт)

ИБП с двойным преобразованием Vertiv GXT5-1000IRT2UXLE (Регард)

ИБП с двойным преобразованием Vertiv GXT5-1000IRT2UXLE (Онлайнтрейд)

ИБП с двойным преобразованием Vertiv GXT5 предназначен для обеспечения бесперебойной работы серверных систем, рабочих станций, телекоммуникационного оборудования и т.д. ИБП Vertiv GXT5 имеет высокую энергоэффективность, удаленное обновление, включая настройку конфигурации, имеют две группы управляемых розеток, каждая из которых может быть запрограммирована на отключение при достижении определенных условий. Скажем в критической ситуации может быть отключена первая группа розеток, чтобы увеличить время работы от аккумуляторов критически важных объектов, подключенных к второй группе. Кроме того, в этих моделях предусмотрен отделяемый технический байпас. Таким образом проявляются следующие преимущества: сохранение емкости для приоритетной нагрузки, большее время автономной работы, ранжирование нагрузки, управление электропитанием и продление срока службы батарей за счет менее агрессивного разряда. Двойное преобразование — это современная технология, используемая в высококачественных ИБП, которая заключается в преобразовании входного переменного тока в постоянный (выпрямление), стабилизации его характеристик, а также с последующим обратным преобразованием в переменный ток с запрограммированными характеристиками (напряжение, частота, мощность) с помощью специального инвертора. Такой способ стабилизации позволяет точно и качественно отфильтровывать и стабилизировать все входные сбои электропитания и «кондиционировать» выходную электроэнергию до установленных норм. Одновременно с выпрямлением в постоянный ток, в ИБП есть возможность подключать аккумуляторные батареи, полностью заменяя входное электропитание автономным резервом. В моделях линейки Vertiv GXT5 предусмотрена возможность подключения внешнего шкафа аккумуляторных батарей, что в целом увеличивает время автономной работы. Отмечу, что в Vertiv GXT5 дополнительно присутствует внутренний технический байпас (bypass) – это дополнительная функция устройства, позволяющая электропитание нагрузки вместо преобразователя прямо на входную сеть ИБП, в обход всей электронной схемы со стабилизацией. В случаях перегрузки или экономии ресурса ИБП питание к выходному разъему переключается сразу на вход устройства (через фильтр ЭМ-помех).

Характеристики Vertiv GXT5

Бренд: Vertiv 
Модель: GXT5
Тип: ИБП с двойным преобразованием
Активная выходная мощность: 1 кВт 
Выходные розетки 8 х розеток С13
Тип выхода от батареи: синусоидальное выходное напряжение
Выходное напряжение, В ~230
Тип батареи: Необслуживаемый герметичный свинцовокислотный аккумулятор 12В 9А/ч (3 шт)
Индикация: цветной дисплей
Встроенные защиты: от короткого замыкания, от перегрузки, фильтр ЭМ-помех, от перегрузки (термопредохранитель), встроенная тепловая защита, от пониженного напряжения, от повышенного напряжения, от высоковольтных импульсов, защита от перезаряда или саморазряда батарей.
Особенности: Встроенный стабилизатор напряжения, функция «холодный старт», «автостарт», режимы работы: нормальный, байпас, экономичный, от батарей.
Диапазон напряжения (типовое значение) 230 В (ном.), изменение зависит от нагрузки
Нагрузка 90-100% 168-177 В перем. тока/288 В перем. тока
Нагрузка 70-90% 150-168 В перем. тока/288 В перем. тока
Нагрузка 28-70% 115-150 В перем. тока/288 В перем. тока
Нагрузка 0-28% 115 В перем. тока/288 В перем. тока
Входная частота при работе без батареи 40–70 Гц, автоматическое определение
Размеры 400 × 430 × 85 мм
Масса: ~ 16 кг

Внешний вид ИБП Vertiv GXT5

В ассортименте линейки Vertiv GXT5 есть модели на 750/1000/2000/3000/5000 Вт. В обзоре представлена модель с артикулом 1000IRT2UXLE в корпусе  для монтажа в стойку или напольной установки, и мощностью до 1 кВт. Управлять и настраивать можно как со встроенного дисплея, так и удаленно через USB или опционально через SNMP/веб-карты.

На задней стороне устройства расположены основные интерфейсы, каналы связи, вспомогательные линии, а также силовые выходы для подключения нагрузки.

Дисплей, а вернее отдельная панель управления системой, представляет собой компактный модуль с небольшим экраном и 5 кнопками (Esc, Enter, Power и стрелки перемещения). Слева и справа от дисплея расположены вентиляционные решетки. На боковых панелях расположена сетка отверстия для монтажа.

Комплектация Vertiv GXT5

В комплект поставки входят: стойки для вертикальной установки (2 шт.), сетевых провода питания и для подключения нагрузки. Также в комплект входит интерфейсный кабель USB-A/USB-B для управления и подачи сигнала на сервер для безопасного завершения работы, а также две ручки для переноски. В качестве стартового руководства имеется достаточно объемная инструкция по установке и настройке, перечень поставки. Дополнительно имеется пакет с полезной мелочью: разъемы для сухих контактов реле, стяжки и фиксаторы.

Комплект поставки впечатляющий. Для подключения нагрузки служит пара комплектных кабеля с разъемами типа С13-С14. Имеется также два сетевых провода питания (EU/UK). 

 Мелочевка из комплекта поможет аккуратно зафиксировать кабельное хозяйство после установки и подключения, а дополнительные контакты для панели разъемов обеспечат подключения периферии и сигнальных кабелей.

 Инструкция из комплекта содержит базовую информацию, но существуют полные и подробные руководства пользователя на модель Vertiv GXT5 (см. ссылки в конце статьи).

Интересный момент — достаточно нажать на логотип Vertiv, и тогда откроется передняя панель. В старших моделях таким образом реализовано горячее резервирование батарей.

Описание интерфейсов Vertiv GXT5

 В качестве входа используется разъем С13, рядом расположен восстанавливаемый термопредохранитель (2.5 кВт). Групп выходов аж три, на 8 разъемов. Основные силовые выходы на панели — типа С14, сгруппированы как «Выход 1» и «Выход 2», каждая группа по 3 разъема. Настройка этих выходов раздельная и доступна в меню устройства. 

 Для связи с устройством служат сразу несколько интерфейсов: RS-232, USB-B, RS-485. Доступны выходы реле (сухие контакты NC/NO). К ИБП можно подключать внешние батарейные блоки — в центре задней панели расположен силовой разъем для подключения внешней батареи аккумуляторов (36В/48А), такое решение помогает обеспечить длительную работу вашего оборудования. 

Возможность монтажа Vertiv GXT5

Предусмотрена возможность как монтажа в стойку, так и установку в качестве отдельно стоящего устройства (напольная установка). Для напольной установки ИБП в комплекте имеются две пластиковые подставки, которые поддерживают корпус вертикально. 

 Подставки составные, для 2U модели идут похожие, с расширителями под корпус.  

Также имеется возможность для монтажа в стандартную 19" стойку. Причем линейка Vertiv GXT5 подразумевает возможность объединения нескольких моделей вместе, подключения дополнительного оборудования (шкафы для аккумуляторных батарей в стойку, сетевые карты и т.п.).

В комплекте с ИБП были две скобы-ручки, лучше их установить сразу. При монтаже в стойку ручки снимать не нужно. При помощи этих ручек ИБП фиксируется в стойке и может быть выдвинут из стойки по направляющим. Также будет удобнее переносить/перемещать устройство. 

 Устанавливаются скобы-ручки на 4 винта каждая, в отверстия на корпусе.  Необходимый крепеж имеется в комплекте.

Подключение Vertiv GXT5

Доступные интерфейсы ИБП Vertiv GXT5 позволяют подключать не только входное и выходное электропитания, но и различные системы связи и сигнализирования, удаленное управление. Программное обеспечение Trellis Power Insight Application обеспечивает мониторинг ИБП, автозавершение работы количества виртуальных и реальных компьютеров, возможность приоритизации отключения компьютеров, выдача предупреждений об авариях email и SMS, визуализация аварий и отказов.

Ссылка на приложение Trellis Power Insight Application для удаленного мониторинга. Подключаться можно как по USB, так и по Ethernet (в старших моделях ИБП), или по другим линиям связи.

На вход подключаем сетевой провод, который будет не только давать энергию для работы самого преобразователя, а также заряжать аккумуляторные батареи, но и использоваться в качестве источника напряжения для байпаса. 

Выходы отдельно можно настроить в меню, например, подключить часть оборудования через байпас, а часть — от аккумуляторов, дополнительно обеспечив защиту дорогостоящему и критичному оборудованию. 

Стоит отметить, что присутствуют еще пара непрограммируемых выходных розеток С13. Я бы не рекомендовал подключать к ним важное оборудование, скорее следует использовать их для работы опциональной периферии, такой как, например, мониторы.

Разборка и устройство ИБП Vertiv GXT5

Схема работы и пара слов о внутреннем устройстве Vertiv GXT5. Для доступа внутрь устройства откручиваем ряд крепежных винтов и снимаем верхнюю крышку. Мы видим батарею аккумуляторов, блок фильтров, силовой блок преобразователя, группу выходных разъемов.

Для общего понимания работы ИБП Vertiv GXT5 приведу следующую картинку.

На входе устройства установлены фильтры для подавления ЭМ-помех и скачков напряжения (1). Работает фильтр как для преобразователя, так и для режима байпас. Далее находится выпрямитель и стабилизатор напряжения (2), а также инвертор, предназначенный для компенсации отклонений от установленного напряжения и частоты. Инвертор обеспечивает чистую синусоиду сигнала, что крайне полезно для чувствительных приборов в нагрузке.
При значительном отклонении входного напряжения в работу включаются аккумуляторные батареи (3), обеспечивающие автономную работу на запасенной энергии. Дополнительно установлен преобразователь постоянного тока (4) для увеличения напряжения с батарей до напряжения, необходимого для работы инвертора-стабилизатора (5). Инвертор генерирует из постоянного напряжения переменное синусоидальной формы. Для обеспечения возможности работы от прямо от входного напряжения, например при перегрузке сети или при экономичном режиме, используется байпас (6) — переключение нагрузки для работы не от инвертора, а от входной сети. Дополнительно установлены выходные фильтры ЭМ-помех. Две группы выходов (8, 9) могут настраиваться независимо друг от друга, например, можно обесточить одну линию, обеспечив длительное время бесперебойной работы другой линии.

Группа выходных разъемов. Провода идут от управляемых реле. 

Три аккумулятора подключены последовательно. Суммарное напряжение — 36 В.   Используются необслуживаемые (герметичные) свинцовые батареи типа DJW12-9.0 (12В и 9Ач). 

Блок фильтров и реле прикрыт пластиковой крышкой. Рядом расположен силовой преобразователь, который обеспечивает стабилизацию напряжения и преобразование обратно в переменное 220В.  

 Термопредохранитель на 10А (восстанавливаемый). В случае срабатывания защиты от перегрузки достаточно подождать его остывания и нажать на кнопку.

Работа, настройка и экранные меню ИБП

Подключаем по инструкции ИБП Vertiv GXT5. Подаем питание, проверяем работу. Рекомендуется перед работой зарядить аккумуляторные батареи от сети не менее чем на 8 часов.

 Ждем загрузки управляющего модуля. При старте отображается лого «Vertiv». 

При первом старте Vertiv GXT5 просит ввести стартовые настройки. 

 Доступен выбор системного языка, даты и времени, а также выбор ориентации дисплея.

 Обратите внимание, в системе имеется русский язык. 

 Рекомендую сразу ввести базовые настройки сети питания (частота/величина напряжения в сети), а также режим работы (Авто/нормальный/байпас).  На выбор доступны типовые значения выходного напряжения: 200, 208, 220, 230 или 240 В переменного тока.

 Стартовое меню Vertiv GXT5. Для перемещения можно использовать клавиши Esc, Enter, Power и стрелки перемещения. Обратите внимание, отображается время работы, дата, температура (и влажность — опционально).

 Для входа в меню настроек используем дефолтный пароль «111111». Можно посмотреть статус, определить настройки переключения ИБП/Байпаса, работу Выходов №1 и №2. 

Режимы работы ИБП

Модель Vertiv GXT5 имеет возможность работы в одном из перечисленных режимов:
— Во-первых, это штатный режим работы ИБП («Норм») с выпрямлением, стабилизацией и преобразованием электроэнергии от сети. В этом режиме происходит и подзарядка батарей.
— Также предусмотрен режим байпаса (On Bypass), когда на нагрузку питание подается от электросети напрямую, без стабилизации. В случае сбоя электропитания в режиме байпаса подключение ИБП не предусмотрено.
— В случае сбоев электросети, либо при наличии электропитания за границами допустимого диапазона, включается работа ИБП от аккумуляторной батареи (On battery).
— Режим экономии энергии («Эко») — подходит для питания нечувствительного к качеству напряжения электросети, а также для уменьшения энергопотребления самого устройства. Питание осуществляется в обход преобразователя (с возможностью переключения при необходимости).

 Пример зарядки батарей при выключенных выходах. Меню «Состояние». Отображается не только значения напряжения на входе, но и частота переменного тока. 

 Пример холостого хода преобразователя — выходы отключены, зарядка батарей не осуществляется. 

Тестирование ИБП Vertiv GXT5

Для проверки работы ИБП собираю стенд с осциллографом для проверки качества сигнала, мультиметром (двумя — на вход и на выход), а также нагрузкой, достаточно по мощности. У меня были установлены настройки, активирующие работу ИБП с двойным преобразованием сразу при включении. 

 На входе 218 В (сетевое напряжение), на выходе преобразователя 220 В (держится достаточно точно). Значение напряжения выхода устанавливается в настойках, можно задавать другую величину (например, 230 В).  Форма сигнала близка к идеальной синусоиде. На фотографии преобразователь в режиме холостого хода (ХХ), то есть без нагрузки.

 В меню доступна статистика работы и ошибок, настройки, в том числе выбор режимов работы и типа выходов для обеих групп розеток. Также имеется окно с отображением текущего статуса работы ИБП: отображается вход преобразователя и вход байпаса, состояние батареи (напряжение, остаток запасенной энергии в %, статус зарядки), состояние преобразователя, состояние байпаса, напряжение на выходе.

Пример «холодного старта» — запуска оборудование непосредственно от аккумуляторных батарей.  Такой способ позволяет сэкономить время. Естественно, необходимо обеспечить своевременную подачу электропитания на вход ИБП.

Есть интересная функция — отображение статистики работы, в том числе в графическом виде.  КПД в режиме ECO приближается к 98%

 Для не жизненно важного оборудования можно активировать режим «Эко», в котором в обычном состоянии оборудование запитывается через байпас (пробрасывается питание от входного разъема на выход, через фильтр). В случае выхода сетевого питания за рамки установленных отклонений подключается преобразователь. В таком режиме «Эко» происходит экономия энергии путем исключения преобразователя во время основной работы. 

 При этом можно активировать вручную работу преобразователя ИБП Vertiv GXT5. Для этого ищем в настройках соответствующее меню.  

Обратите внимание на форму синусоиды после двойного преобразования ИБП Vertiv GXT5 — выглядит практически идеально.

Пример нормальной работы устройства: имеется сетевое питание (225В), работает преобразователь — на выходы подается 220В (установленные программно).  

Далее, подключаю нагрузку на выход устройства. Примерно 800 Вт потребления (контроллер показывает 77.4% от допустимой выходной мощности). 

Напряжение на выходе преобразователя скорректировалось примерно на 1 В (219 вместо 220В). На форму сигнала подключенная нагрузка не повлияла. На входе ИБП при этом 218 В сетевого напряжения.

Проверяю работоспособность ИБП при перегрузке. Подключаю примерно 2.2 кВт нагрузки (отображается 208%). Согласно настройкам, ИБП перекоммутирует выходы через байпас, подключая их к сетевому напряжению, без преобразователя. Кстати, если еще добавить потребляемой мощности, то сработает защита (термопредохранитель на входе). 

Пример активированного байпаса с пробрасыванием питания выходов на вход (после фильтров).

Пример формы синусоида выходного напряжения при работе от байпаса.

Как видно, синусоида не такая идеальная (могут влиять помехи в электросети, а также различная нагрузка на сеть, в том числе и промышленные установки). При работе от преобразователя синусоида близка идеальная, отмечу небольшое уменьшение значения амплитуды выходного напряжения (219.5 В при установленных 220В).

Работа в эко-режиме, через байпас. Нагрузка составляет 80% (~ 800 Вт) 

 Привожу дополнительные примеры режимов работы: от преобразователя с нагрузкой, в экорежиме с нагрузкой и байпасом. Пример двухкратной перегрузки выходов. Если в экорежиме допустить перегрузку выходов, то ИБП отключается (без резервирования от батарей, так как имеется перегрузка выходов).

 Далее, к стенду подключаю ЛАТР для изменения параметров входного напряжения и начинаю уменьшать напряжение на входе в ИБП. 

 Несмотря на заниженную величину входного напряжения, ИБП работает корректно, преобразователь выдает заложенные 220В.

 Установил критичное значение — минус 15% от допустимого. Преобразователь работает корректно.  

 В зависимости от мощности подключенной нагрузки допускается работа ИБП и преобразователя при пониженном напряжении. В документации указываются следующие значения:
Нагрузка 90-100% 168-177 В перем. тока;
Нагрузка 70-90% 150-168 В перем. тока;
Нагрузка 28-70% 115-150 В перем. тока;
Нагрузка 0-28% 115 В перем. тока.

Заниженное напряжение — 158 В на входе. Преобразователь работает корректно.  

Для наглядного понимания ситуации с работой и переключением режимов Vertiv GXT5 привожу графики, полученные методом замера показаний мультиметров при работе в составе стенда.

Эксперимент с понижением входного напряжения от 225 В до 175 В.  Режим работы ИБП — нормальный, с инвертором-преобразователем. Напряжение выхода составляет около 220В.

Пример показания мультиметров: выход №1 (стабилизированный) 220В, входное напряжение сети заниженное (200В), (точка 14 на графике)

То же самое получается и при изменении входного напряжения с помощью ЛАТРа вверх.
Эксперимент с понижением входного напряжения от 225 В до 250 В.  Режим работы ИБП — нормальный, с инвертором-преобразователем. Напряжение выхода составляет около 220В. Преобразователь стабилизирует напряжение на управляемых выходах. Тут замечаний к работе нет.

На следующем графике получилось интереснее — ИБП работал в «Эко» режиме с байпасом. При выходе питающего напряжения за пределы установленных допусков произошло переключение в режим питания от преобразователя со стабилизацией до нормального уровня (ИБП перешел в режим «Норм»).

 Вот, что показывают мультиметры в момент переключения с байпаса на преобразователь.

При увеличении потребляемой мощности нагрузки до уровня, превышающего максимальное значение для ИБП, выходы переводятся в режим работы от байпаса (преобразователь отключается). На выход пробрасывается входное напряжение без стабилизации.

 Небольшое замечание по экспериментам и тестированию — моменты переключения и переброса питания происходят незаметно для мультиметров и осциллографов. Оборудование с импульсными источниками питание не замечают смену схемы питания совершенно. ИБП справляется со своими заявленными функциями.

Заключение и выводы

Таким образом, Vertiv GXT5 представляет собой один из лучших в своем классе компактный ИБП с возможностью масштабирования и гибкой настройки. ИБП обеспечивает стабилизацию по частоте и по напряжению, отдельную настройку сразу двух групп выходов, удаленное управление, обновление и настройку конфигурации. Высокое значение КПД преобразования и работы устройства в целом, особенно с учетом «Эко» режима обеспечивает эффективную защиту вашего оборудования. Благодаря встроенному байпасу имеется возможность быстро перебрасывать питание нагрузки с преобразователя на входную сеть и обратно при необходимости, что гарантирует эксплуатацию в любых условиях без отключения питания подключенного оборудования и минимизируют излишнее энергопотребление. Удобный цветной графический дисплей с автоматической ориентацией, доступные функции настройки прямо с панели. Увеличенное время работы благодаря возможности подключения дополнительных внешних аккумуляторных батарей. Программируемые разъемы помогают продлить время работы важнейших потребителей и позволяют интеллектуально отключать менее важное оборудование по заданным условиям. Простой монтаж и легкая стартовая настройка позволяют быстро развертывать систему бесперебойного электропитания вашего оборудования. 

Ссылки на электронные руководства пользователя ИБП Vertiv GXT5.

С обзорами и тестами других моделей смартфонов, умных часов, гаджетов, а также с подборками оборудования вы можете ознакомиться по ссылкам ниже и в моем профиле.